【手続補正書】
【提出日】平成18年3月7日(2006.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  少なくとも２つのセグメントを有するセグメントコアと、前記セグメントコアに隣接してこれを包囲し且つ屈折率ｎcを有するクラッド層と、からなるシングルモード光導波路ファイバであって、
前記セグメントの各々は、セグメント数をｉとすると、半径ｒi、屈折率分布型及び正の相対屈折率パーセントΔi％を有しており、
前記ｒi、前記Δi％及び前記屈折率分布型は、
１５５０ｎｍで０．２５ｄＢ／ｋｍ以下の減衰と、
約１５６５ｎｍから１６００ｎｍの範囲内にある零分散波長と、
１５６０ｎｍで約−３．５から−０．５ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの範囲内にある全分散と、
１５５０ｎｍで６０μｍ2よりも大きい有効面積と、
ケーブルを形成したときに約１２８５ｎｍから１５００ｎｍの範囲内にあるカットオフ周波数と、を与えるように選択されることを特徴とするシングルモード光導波路ファイバ。
【請求項２】  すべての前記セグメントの前記屈折率分布型は、α分布、ステップ屈折率分布、丸められた角部を有する丸めステップ屈折率分布及び台形屈折率分布からなるグループから選択されることを特徴とする請求項１記載のシングルモードモード光ファイバ。
【請求項３】  前記コアは、中心線及び少なくとも３つのセグメントを有し、
第１のセグメントは、前記中心線近傍を起点として且つαが約１であるα分布を有し、
第２のセグメントは、前記第１のセグメントと隣接しており且つステップ屈折率分布を有し、
第３のセグメントは、前記第２のセグメントと隣接しており且つ丸めステップ屈折率分布を有していることを特徴とする請求項２記載のシングルモード光ファイバ。
【請求項４】  偏波モード分散は、約０．０８ｐｓ／（ｋｍ）1/2以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のシングルモード光ファイバ。
【請求項５】  前記コアは３つのセグメントからなり、
第１のセグメントは、約０．７５から１．２５の範囲内にあるΔ1％を有し、半径ｒ1は、約１．５から４．０μｍの範囲内にあって、
第２のセグメントは、約０．００から０．１５％の範囲内にあるΔ2％を有し、
第３のセグメントは、約０．２から０．７の範囲内にあるΔ3％を有し且つ半値半径ｒ3は、４から８μｍの範囲内にあって且つ幅は、約０．５から３μｍの範囲内にある、ことを特徴とする請求項３記載のシングルモード光ファイバ。
【請求項６】  前記コアは３つのセグメントからなり、
第１のセグメントは、約０．８５から１．２０の範囲内にあるΔ1％を有し且つ半径ｒ1は、約２．０から３．５μｍの範囲内にあって、
第２のセグメントは、約０．００から０．０８％の範囲内にあるΔ2％を有し、
第３のセグメントは、約０．３から０．７までの範囲内にあるΔ3％を有し且つ半値半径ｒ3は、約５から７．５μｍの範囲内にあって且つ幅は、約０．８から２．０μｍの範囲内にある、ことを特徴とする請求項３記載のシングルモード光ファイバ。
【請求項７】  前記コアは３つのセグメントからなり、
第１のセグメントは、約０．９５から１．１５の範囲内にあるΔ1％を有し且つ半径ｒ1は、約２．５から３．０μｍの範囲内にあって、
第２のセグメントは、約０．００から０．０４％の範囲内にあるΔ2％を有し、
第３のセグメントは、約０．３から０．７までの範囲内にあるΔ3％を有し且つ半値半径ｒ3は、約５から７．５μｍの範囲内にあって且つ幅は、約０．８から２．０μｍの範囲内にある、ことを特徴とする請求項３記載のシングルモード光ファイバ。
【請求項８】  前記中心線上には相対屈折率の凹部を含み、前記凹部は、約０．２０Δ％を超えず、Δ1％よりも小さい逆円錐形状を有し且つ約０．４μｍよりも大きくない逆円錐の底辺の半径を有することを特徴とする請求項５乃至７のうちの１に記載のシングルモードモード光ファイバ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長い中継器間隔を有し且つ高いデータ信号速度を有する長距離通信システムのためのシングルモード光導波路ファイバに関する。特に、本発明によるシングルモード導波路は、曲げ抵抗に優れており、低減衰且つ大きな有効面積Ａeffを併せ持つものであって、海底での使用における要求を満たす。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】
大きな有効面積を有する導波路は、自己位相変調、四光波混合、クロス位相変調及び非線形散乱プロセスを含む信号のデグラデーションを生じさせ得る非線形光学効果を減じる。一般に、これらの非線形効果の数学的な記述においては、比Ｐ／Ａeffを含む。ここで、Ｐは光出力である。例えば、非線形光学効果は、項ｅｘｐ［Ｐ×Ｌeff／Ａeff］を含む方程式によって記述することができる。ここで、Ｌeffは、有効長さである。従って、Ａeffの増加は、光信号のデグラデーションに対する非線形効果の寄与を減じさせるのである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
他の特定の事項については、屈折率分布の幾何形状における特定の定義には属さない。なお、モデル計算の実行において、これらの定義は、以下に定義するように一貫して用いなければならない。
−  有効面積は、
Ａeff＝  ２π（∫Ｅ2ｒｄｒ）2／（∫Ｅ4ｒｄｒ）
であって、ここで、積分範囲は、０から∞であって、Ｅは、伝搬光と関連する電界である。有効面積は、波長依存性を有する。有効面積が計算される波長は、導波路ファイバが設計される動作窓の中心近傍の波長である。Ａeff以上の値が、数百ナノメートルのオーダーの範囲に亘って動作する導波路ファイバに割り当てられる。
−  有効直径Ｄeffは、
Ａeff＝π（Ｄeff／２）2
と定義される。
−  相対屈折率Δ％は、方程式
Δ％＝１００×（ｎ12−ｎ22）／２ｎ12
によって定義される。ここで、本発明においてｎ1は屈折率分布セグメント１の最大屈折率であり、ｎ2はクラッド層の屈折率分布であって相対屈折率である。
−  屈折率分布項または単に屈折率分布は、Δ％または屈折率とコアの選択された部分に亘る半径との間の関係である。
−  α分布の項は、Δ（ｂ）％の項で表される屈折率分布に関連し、ここでｂは、半径であって、
Δ（ｂ）％＝Δ（ｂ0）％（１−｜ｂ−ｂ0｜／（ｂ1−ｂ0）］α）
で表される。ここでｂ0は、屈折率が最大となる半径位置、ｂ1はΔ（ｂ）％がゼロの位置である。ｂは、ｂｉ≦ｂ≦ｂｆの範囲にあって、デルタは、上記の如く定義される。ｂiは、α分布の初期位置、ｂfは、α分布の最終位置、そして、αは実数の指数である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】    
【課題を解決するための手段】
本発明による新規なシングルモード導波路ファイバは、高性能な長距離通信システムにおける記載の如き必要条件に適合している。
本発明における第１の態様は、少なくとも２つのセグメントに分割されたコアを有するシングルモード光導波路ファイバであって、コアは、クラッドガラス層によって囲まれている。導波路ファイバは、約１５３０ｎｍから１５７０ｎｍの波長範囲に亘って、６０μｍ2よりも大きい有効面積、好ましくは６５μｍ2よりも大きい有効面積を有し、１５５０ｎｍで０．２５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰、好ましくは０．２２ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を有しており、約１５６５ｎｍから１６００ｎｍの範囲で零分散波長を有し、１５６０ｎｍで約−０．５  ｐｓ／ｎｍ−ｋｍよりも負の分散を与え、好ましくは約−２ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの分散を与える分散傾斜を有する。典型的には、この傾斜は、約０．１０から０．１４ｐｓ／ｎｍ2−ｋｍである。導波路ファイバの全分散は、１５３０ｎｍで約−７．２から−３．９ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの範囲である。モードフィールド直径は、１５３０ｎｍから１５７０ｎｍの波長範囲に亘って、約７．９から９．７５μｍの範囲である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
これらの特性は、優れた曲げ抵抗を維持しており、例えば、約２０ｍｍマンドレルに５回巻きしても約５ｄＢ／ｍ以下の誘導曲げ損失にすぎない。また、ケーブルを形成した状態でのファイバのカットオフ周波数は、約１２８５ｎｍから１５００ｎｍの範囲に維持される。さらなる利点は、約０．０７６ｐｓ／（ｋｍ）1/2未満、典型的には約０．０４ｐｓ／（ｋｍ）1/2未満の偏波モード分散である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
図２は、さらなる３つのセグメントコア分布８、１０及び１２を示す。この図において、分布１０は所望のファイバ特性を与える。
図４に示される分布は、本発明による屈折率分布を有する導波路ファイバの計測された分布である。表１は、本実施例のコアの屈折率分布パラメータを与える。中心線の拡散は、本設計において補償されている。
表１
実際の分布
Δ1％                            １．１５
中心線上のΔ％                      ０
Δ2％                            ０．０５
Δ3％                            ０．５
ｒ1μｍ                          ２．５
ｒ2μｍ                          ５．５
ｗμｍ（最外周の環状セグメント）          １
目標として表１のパラメータを使用して製造された多数の導波路ファイバの平均特性値を以下に示す。
−  １５５０ｎｍで０．２０４ｄＢ／ｋｍの減衰
−  モードフィールド直径９．２９μｍ
−  １５５０ｎｍで７０．９μｍ2の有効面積
−  １５７６ｎｍの零分散波長
−  １５３０ｎｍで−５．５６５ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの全分散
−  １５６０ｎｍで−１．８９２ｐｓ／ｎｍ−ｋｍの全分散
−  ケーブルを形成したときに１４２９．６ｎｍのカットオフ波長
−  ０．３７ｐｓ／（ｋｍ）1/2の偏波モード分散。